[发明专利]激光光束分析仪单元和激光加工装置

说明书

提供激光光束分析仪单元和激光加工装置，能够准确地测量实际照射至被加工物的会聚后的激光光束的概况。该分析仪单元对从激光振荡器(24)振荡出的激光光线的强度分布进行测量，其中，该分析仪单元包含：放大光学系统(73)，其将从激光振荡器(24)振荡出并且被聚光透镜(26)会聚的激光光线的光斑直径放大；第1透过棱镜(72)，其使激光光线衰减；第2透过棱镜(74)，其使被该第1透过棱镜(72)反射的激光光线进一步衰减；拍摄元件(77)，其对被该第2透过棱镜(74)反射的激光光线进行受光；以及解析部(80)，其根据拍摄元件(77)的受光数据对激光光线(201)的光斑的强度分布进行解析。

技术领域

本发明涉及对从激光振荡器振荡出的激光光束的强度分布进行测量的激光光束分析仪单元和激光加工装置。

背景技术

通常公知有如下的激光加工装置：对半导体器件晶片等形成有各种器件的被加工物照射激光光束，沿着分割预定线在被加工物中形成激光加工槽或改质层。在这种激光加工装置中，根据被加工物将激光光束的光斑直径、光斑形状(圆形或椭圆形等)、功率密度调整为最适的条件而用于各种加工。

另一方面，在激光振荡器、光学系统中所用的光学元件例如由于随着经时变化的劣化，有时慢慢从所调整的最适条件发生变化。因此，以往提出了对激光光束的光斑形状或强度分布等状况(profile：概况)进行测量的技术(例如，参照专利文献1、2)。

专利文献1：日本特开2010-249727号公报

专利文献2：日本特开2016-41437号公报

但是，专利文献1的技术不是对照射至被加工物的会聚后的激光光束的概况进行测量，而是对会聚前的激光光束的概况进行测量。激光光束具有容易在光路中发生变动的性质，因此在该结构中，存在如下的缺点：无法准确地获取实际照射至被加工物的激光光束相关的信息。另外，专利文献2的技术是对所振荡的激光光束被凹面镜反射的返回光的概况进行测量，因此有可能会聚前的激光光束与测量对象的返回光会重叠，无法确保测量的精度。

发明内容

由此，本发明的目的在于提供激光光束分析仪单元和激光加工装置，能够准确地测量实际照射至被加工物的会聚后的激光光束的概况。

根据本发明的一个方式，提供激光光束分析仪单元，其对从搭载于激光加工装置的激光振荡器振荡出的激光光束的强度分布进行测量，其中，该激光光束分析仪单元具有：放大光学系统，其将从该激光振荡器振荡出并且被聚光透镜会聚的该激光光束的光斑直径放大；第1透过棱镜，其使该激光光束衰减；第2透过棱镜，其使被该第1透过棱镜反射的激光光束进一步衰减；拍摄元件，其对被该第2透过棱镜反射的该激光光束进行受光；以及解析部，其根据该拍摄元件的受光数据对激光光束的光斑的强度分布进行解析。

根据该结构，不使会聚后的激光光束返回至加工光学系统，而是使会聚后的激光光束一边衰减一边放大而进行拍摄，从而能够准确地测量实际照射至被加工物的激光光束的光斑的强度分布及光斑的形状。

优选由该第1透过棱镜和该第2透过棱镜构成一对透过棱镜，在该一对透过棱镜中的一方中，P偏光的衰减率高，在另一方的该透过棱镜中，S偏光的衰减率高，由此P偏光和S偏光同样地衰减。根据该结构，通过使P偏光和S偏光同样地衰减，能够准确地测量P偏光和S偏光混在的激光光束的光斑的强度分布。

优选第1和第2透过棱镜是以等腰直角三角形作为底面的三棱柱状的棱镜，该激光光束入射至包含形成等腰直角三角形的直角的边在内的三棱柱的侧面。根据该结构，通过使激光光束入射至包含形成等腰直角三角形的直角的边在内的三棱柱的侧面，即使在透过棱镜中透过的光的一部分在透过棱镜内发生内部反射，该内部反射光也不会与被上述侧面反射的反射光相交，因此能够抑制重影的产生，能够仅准确地测量反射光。